CN217535551U - 浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，包括电解池(1)、阴极(2)、阳极(3)、多个阴离子交换膜(4)、多个阳离子交换膜(5)，阳离子交换膜(5)、阴离子交换膜(4)交错安装于阴极(2)和阳极(3)之间，电解池(1)的侧面加工有进液口、出液口；所有阴离子交换膜(4)、所有阳离子交换膜(5)、阴极(2)、阳极(3)均互相平行。浓缩方法包括以下步骤：将所有废液回收室均通入三元前驱体洗涤废液；将阳极区域、阴极区域分别通入硫酸钠溶液；向电解池中通电；当每个废液回收室达到目标浓度后，停止通电，将废液回收室中的物质收集。本实用新型能够有效提高三元前驱体洗涤废液中硫酸钠的浓缩率。
Description
技术领域
本实用新型属于三元前驱体洗涤废液处理技术领域，具体涉及一种浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置。
背景技术
锂离子电池正极材料的三元前驱体陈化洗涤之后，废液中留存的Na2SO4含量非常高，传统回收方法为结晶法，虽然冷却结晶可以回收一部分Na2SO4晶体，但结晶效果受Na2SO4浓度的制约，若能进一步提高洗涤废液中的硫酸钠浓度，不仅可以减少结晶时所需的工作场所建设，也可以提高结晶效率，众所周知，冷却结晶的效果正相关于溶液中目标结晶物的浓度。
实用新型内容
针对现有技术中的问题，本实用新型提供一种浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，本实用新型能够有效提高三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的浓缩率。
本实用新型采用以下技术方案：
一种浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，其特征在于，所述装置包括电解池(1)、阴极(2)、阳极(3)、多个阴离子交换膜(4)、多个阳离子交换膜(5)，阴极(2)、阳极(3)均安装于电解池(1)的内部，多个阳离子交换膜(5)等间距安装于阴极(2)和阳极(3)之间，每两个阳离子交换膜(5)之间安装一个阴离子交换膜(4)，所有阴离子交换膜(4)的底端、所有阳离子交换膜(5)的底端均贴紧电解池(1)的底面；一个阴离子交换膜(4)、一个阳离子交换膜(5)与电解池(1)的底面及侧面形成一个废液回收室，每个废液回收室在电解池(1)的侧面加工有一个进液口、一个出液口；所有阴离子交换膜(4)、所有阳离子交换膜(5)、阴极(2)、阳极(3)均互相平行。
根据上述的浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，其特征在于，每个废液回收室在电解池(1)的侧面加工的进液口、出液口分别位于电解池(1)相对的两个侧面上。
根据上述的浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，其特征在于，所述阴极(2)、所述阳极(3)均为惰性电极。
根据上述的浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，其特征在于，所述阴极(2)的材质、所述阳极(3)的材质均为耐腐蚀的导电导体。
根据上述的浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，其特征在于，所述阴极(2)为石墨电极、铂电极、金电极、银电极中的一种，所述阳极(3)为石墨电极、铂电极、金电极、银电极中的一种。
根据上述的浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，其特征在于，所述电解池(1)的材质为均聚聚丙烯或三型聚丙烯。
本实用新型的有益技术效果：本实用新型通过电渗析的方法，无污染处理三元前驱体洗涤废液，将三元前驱体洗涤废液中的Na2SO4浓缩，为后续制备Na2SO4晶体提供更好的原料，能够提高后续结晶制备Na2SO4的效率。
附图说明
图1为本实用新型装置的工作流程示意图；
图2为本实用新型装置结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型的一种浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，包括电解池1、阴极2、阳极3、多个阴离子交换膜4、多个阳离子交换膜5，阴极2、阳极3均安装于电解池1的内部，阴极2、阳极3均为惰性电极，阴极2的材质、阳极3的材质均为耐腐蚀的导电导体，优选的，阴极2为石墨电极、铂电极、金电极、银电极中的一种，阳极3为石墨电极、铂电极、金电极、银电极中的一种。电解池1的材质为均聚聚丙烯或三型聚丙烯。多个阳离子交换膜5等间距安装于阴极2和阳极3之间，每两个阳离子交换膜5之间安装一个阴离子交换膜4，所有阴离子交换膜4的底端、所有阳离子交换膜5的底端均贴紧电解池1的底面；一个阴离子交换膜4、一个阳离子交换膜5与电解池1的底面及侧面形成一个废液回收室，每个废液回收室在电解池1的侧面加工有一个进液口、一个出液口；每个废液回收室在电解池1的侧面加工的进液口、出液口分别位于电解池1相对的两个侧面上。所有阴离子交换膜4、所有阳离子交换膜5、阴极2、阳极3均互相平行。
本实用新型的基于浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置的浓缩方法，包括以下步骤：
步骤(一)：将所有废液回收室均通入三元前驱体洗涤废液，所有废液回收室内的液面高度均相同；
步骤(二)：将阳极3与紧邻阳极3的一个阳离子交换膜5形成的区域通入浓度为1g/L-5g/L的Na2SO4溶液；将阴极2与紧邻阴极2的一个阳离子交换膜5形成的区域通入浓度为1g/L-5g/L的Na2SO4溶液；
步骤(三)：向电解池1中通电，控制电解池1中的电解电压为2.0V-2.5V；
步骤(四)：在电场的作用下，废液回收室形成稀废液回收室7或浓废液回收室6，稀废液回收室7和浓废液回收室6交错分布，当稀废液回收室7中Na2SO4的浓度为1g/L-5g/L、浓废液回收室6中Na2SO4的浓度为200g/L-300g/L时，停止向电解池1中通电，将浓废液回收室6中Na2SO4通过出液口排出收集，将稀废液回收室7中Na2SO4通过出液口排出收集。
实施例1
将所有废液回收室均通入三元前驱体洗涤废液，所有废液回收室内的液面高度均相同。将阳极与紧邻阳极的一个阳离子交换膜形成的区域通入浓度为1g/L的Na2SO4溶液；将阴极与紧邻阴极的一个阳离子交换膜形成的区域通入浓度为1g/L的Na2SO4溶液。向电解池中通电，控制电解池中的电解电压为2-2.5V，电流密度要大。在电场的作用下，Na+向阴极移动，SO42-向阳极移动，受电化学反应影响和阴阳离子交换膜的限制作用，随着时间的进行，废液回收室形成稀废液回收室或浓废液回收室，稀废液回收室和浓废液回收室交错分布，浓废液回收室的Na2SO4被浓缩从而浓度升高，稀废液回收室内的废Na2SO4被稀释，当两室经过一定时间后，当稀废液回收室中Na2SO4的浓度为1g/L-5g/L、浓废液回收室中Na2SO4的浓度为200g/L-300g/L时，停止向电解池中通电，通过浓缩管道将浓废液回收室中Na2SO4通过出液口排出收集，用于后续冷却结晶制备Na2SO4晶体；通过稀废液回收室管道将稀废液回收室)中Na2SO4通过出液口排出收集，稀废液回收室管道的稀Na2SO4，可通过收集后，再进行电渗析浓缩。
Claims (6)
1.一种浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，其特征在于，所述装置包括电解池(1)、阴极(2)、阳极(3)、多个阴离子交换膜(4)、多个阳离子交换膜(5)，阴极(2)、阳极(3)均安装于电解池(1)的内部，多个阳离子交换膜(5)等间距安装于阴极(2)和阳极(3)之间，每两个阳离子交换膜(5)之间安装一个阴离子交换膜(4)，所有阴离子交换膜(4)的底端、所有阳离子交换膜(5)的底端均贴紧电解池(1)的底面；一个阴离子交换膜(4)、一个阳离子交换膜(5)与电解池(1)的底面及侧面形成一个废液回收室，每个废液回收室在电解池(1)的侧面加工有一个进液口、一个出液口；所有阴离子交换膜(4)、所有阳离子交换膜(5)、阴极(2)、阳极(3)均互相平行。
2.根据权利要求1所述的浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，其特征在于，每个废液回收室在电解池(1)的侧面加工的进液口、出液口分别位于电解池(1)相对的两个侧面上。
3.根据权利要求1所述的浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，其特征在于，所述阴极(2)、所述阳极(3)均为惰性电极。
4.根据权利要求3所述的浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，其特征在于，所述阴极(2)的材质、所述阳极(3)的材质均为耐腐蚀的导电导体。
5.根据权利要求4所述的浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，其特征在于，所述阴极(2)为石墨电极、铂电极、金电极、银电极中的一种，所述阳极(3)为石墨电极、铂电极、金电极、银电极中的一种。
6.根据权利要求1所述的浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置，其特征在于，所述电解池(1)的材质为均聚聚丙烯或三型聚丙烯。
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|---|---|---|---|---|
| CN115043464A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-09-13 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 浓缩三元前驱体洗涤废液中Na2SO4的装置及方法 |
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